红外匹配加热原理及其局限性

1.波长匹配理论

匹配吸收是红外加热节能的理论基础。基本原理是要求红外元件的发射光谱与被加热工件的红外吸收光谱相互匹配，以达到最好的吸收效率。选择能够全面“匹配”吸收光谱的元件，便是高红外加热技术的关键之一。另外，克服对流场对温度均匀性的影响，实现物料分级的加热干燥和脱水也是重要的影响因素。

高红外加热技术是通过热辐射的方式进行传热的，传统的热风炉则通过热对流进行传热。传热方式的不同从本质上提高了高红外加热的效率。另外，远红外加热技术也是通过辐射加热的方式进行传热的，但是，由于远红外加热元件的温度比较低，辐射能量较弱，虽然波长匹配，加热效果也并不十分理想。而高红外辐射的能量要大大高于远红外，本质上是由高红外的辐射波长更短、频率更高决定的。大量的短波粒子可以穿透涂层，穿透过程中可能直接被涂层分子吸收，也可能由基体反射再次经过涂层分子时被吸收，这样便可以快速加热涂层内部，而相对含量较少的长波粒子可以直接加热涂层的表面分子，综合两种作用，整个涂层的升温和固化都是由内向外，由里及表逐次进行的。这样就避免了由于加热方法不当，引起涂层表面先加热，半交联固化，内部挥发物冲破表皮产生针孔、鱼眼、橘皮等现象，从而确保涂层质量。从另一方面讲，常温下涂层分子处于基态，其固有振动吸收光谱即基频吸收光谱，但是随着温度的升高，会产生和频、倍频、差频和组频等吸收方式，远红外加热只是匹配基频吸收，却忽略了温度升高时的其他吸收方式，这样的吸收效率就变低了，但是高红外加热由于频率高，可以匹配和频、倍频和组频的吸收方式，做到了更好的吸收。(www.xing528.com)

2.技术原理

高红外是在加热原理具有很多优越性。从工程的角度论述，还需要考虑其他的因素，例如加热元件的设计选型、布局设计、测温技术等。其中不同材料和形状的加热元件及额定功率能产生差异很大的辐射效果；加热元件的布局设计则是确保涂层固化质量的关键设计技术，如果不合理，即使采用了高红外加热器，涂层固化效果也可能不理想。对于平板类或产品单一、形状简单的喷粉工件，采用均匀布置即可或进口段稍加强一点辐射，如液化气钢瓶、发动机缸体、钢板涂覆，此时不需要热风循环。对于复杂工件则采用针对性辐射，如汽车车身底部质量大，底部应加强辐射，使之整体升温一致。对基体板材厚度不一致、产品形式多样化的生产线，除了针对性辐射吸收之外，还应采用高红外和热风循环结合的方式加热。高红外设备难以采用常规的热电偶或铂电阻测温，需要采用其他测温传感器，不但需要准确测量高速移动的物体，还要排除红外光线的干扰。